物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何幫助我們抑制病毒的肆虐

（文章來源：電子工程世界）
聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一是做好預(yù)防傳染病傳播的準(zhǔn)備。在Covid-19大流行期間，這一目標(biāo)從未像現(xiàn)在這樣重要。技術(shù)在戰(zhàn)勝傳染病方面發(fā)揮著重要作用，物聯(lián)網(wǎng)是我們技術(shù)寶庫的重要組成部分。降低成本、自主遠(yuǎn)程護(hù)理和診斷，以及新獲得的患者數(shù)據(jù)，只是物聯(lián)網(wǎng)改變醫(yī)療保健的幾個(gè)方面。在疾病控制方面，無線和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了強(qiáng)有力的解決方案。

我們通常認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是由傳感器和無線微控制器組成的網(wǎng)絡(luò)，但這只是物聯(lián)網(wǎng)的物理層。整體而言，物聯(lián)網(wǎng)是大規(guī)模的分布式計(jì)算。據(jù)估計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)的240億智能連接設(shè)備可以收集和執(zhí)行前所未有的海量數(shù)據(jù)。在病毒應(yīng)對(duì)中，更多的數(shù)據(jù)意味著更好的決策和更好的應(yīng)對(duì)計(jì)劃。兩者對(duì)于預(yù)防和控制疾病的傳播都至關(guān)重要。在大流行出現(xiàn)之際，最緊迫的任務(wù)是追蹤和隔離那些可能與感染者有過接觸的人。這是控制疾病的一種方法。傳統(tǒng)的聯(lián)系人跟蹤技術(shù)依賴于對(duì)受試者的采訪和對(duì)他們的提問。這種方法成本高、耗時(shí)長，而且容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。人口密集的城市之間的人口流動(dòng)加劇了這一問題，也透露出了傳統(tǒng)方法的弱點(diǎn)。

傳統(tǒng)契約跟蹤的替代方案依賴于無線技術(shù)(RFID、藍(lán)牙低能耗、GPS、Wi-Fi和磁場信號(hào))進(jìn)行詳細(xì)的位置跟蹤。與傳統(tǒng)方法不同，無線技術(shù)提供了與確診病例互動(dòng)的持續(xù)時(shí)間和接近程度的信息。低功耗藍(lán)牙(BLE)是應(yīng)用最廣泛的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一，可以提供相對(duì)較高的位置跟蹤精度。與Wi-Fi和蜂窩定位相比，低功耗藍(lán)牙BLE可以提供一個(gè)數(shù)量級(jí)的精度，比鄰近檢測更高。這種改進(jìn)的準(zhǔn)確性在對(duì)追蹤到的接觸者進(jìn)行分類和對(duì)較密切接觸者的響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)先排序時(shí)是至關(guān)重要的。低功耗藍(lán)牙提供了大量的位置跟蹤方案，如RSSI和到達(dá)角(AoA)。低功耗藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)也廣泛應(yīng)用于我們的智能手機(jī)和大多數(shù)可穿戴設(shè)備。

在大流行期間，部署藍(lán)牙標(biāo)記是另一個(gè)改進(jìn)應(yīng)對(duì)計(jì)劃的解決方案。從長遠(yuǎn)來看，這意味著在人口密集的城市地區(qū)部署數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)藍(lán)牙標(biāo)簽和智能設(shè)備。為了克服消息沖突，需要對(duì)這類藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行模板范圍的優(yōu)化，這可能意味著丟失一個(gè)高度敏感的聯(lián)系人，因?yàn)樗麄兊脑O(shè)備沒有記錄與已確認(rèn)的對(duì)象的交互。大流行應(yīng)對(duì)的另一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)是現(xiàn)場檢測。由于缺乏廣泛可用的Covid-19檢測試劑盒，每當(dāng)我們檢查Covid-19數(shù)據(jù)時(shí)，都只能看到冰山一角。如果能夠更廣泛地提供檢測試劑盒，紐約市Covid-19病毒的無限制傳播本可以減少到最低程度。在世界上偏遠(yuǎn)和發(fā)展中地區(qū)，成本效益和可快速部署的診斷設(shè)備也是一項(xiàng)基本需求，因?yàn)槟抢锶狈τ?xùn)練有素的人員和裝備齊全的醫(yī)療中心，可能導(dǎo)致疫情失控。

除了具有成本效益外，診斷設(shè)備還必須可靠、靈敏、便攜和用戶友好。此外，如果它們可以完全或部分一次性，易于復(fù)制，并且功能小巧那就更好的。云連接的生物傳感器完全符合這一要求。倫敦帝國理工學(xué)院的研究人員展示了一種能夠早期檢測疾病的芯片實(shí)驗(yàn)室?；颊叩捏w驗(yàn)相當(dāng)簡單，將病人的樣本提取到一次性藥筒中，30分鐘內(nèi)，測試就完成了。美國疾病控制與預(yù)防中心估計(jì)，僅在美國醫(yī)院，每年的健康獲得性感染(在一次與健康有關(guān)的訪問中被感染的人數(shù))就高達(dá)170萬。在大流行期間，這一數(shù)字不僅會(huì)增加，還會(huì)在我們最需要衛(wèi)生專業(yè)人員的時(shí)候造成短缺。在大流行期間，我們?nèi)绾谓档歪t(yī)院感染的風(fēng)險(xiǎn)?

醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)(IoMT)是時(shí)候登場了。IDC估計(jì)，超過70%的醫(yī)療服務(wù)提供商已經(jīng)部署了IoMT，這對(duì)未來的大流行預(yù)防是個(gè)好消息。物聯(lián)網(wǎng)的根本之處在于，它能將任何物體轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)來源。在IoMT的情況下，“對(duì)象”是醫(yī)學(xué)上的物體，可以是心率監(jiān)測器、輪椅或可穿戴設(shè)備。連續(xù)生成的患者健康數(shù)據(jù)流(PGHD)可用于分析患者的健康狀態(tài)。在一個(gè)龐大的計(jì)劃中，從患者群體收集的數(shù)據(jù)可以用來加速醫(yī)學(xué)研究和發(fā)展。

在醫(yī)院部署更多的自動(dòng)化和技術(shù)，如IoMT床邊設(shè)備，這意味著減少與傳染病患者的互動(dòng)，增加醫(yī)護(hù)人員的保護(hù)。隨時(shí)可得到病人的資料將減少住院的需要和時(shí)間。這與不斷發(fā)展的遠(yuǎn)程醫(yī)生就診、遠(yuǎn)程診斷和監(jiān)測技術(shù)密切相關(guān)。盡管隨著IoMT和自動(dòng)化的興起，這一點(diǎn)很重要，但除了流行病之外，這項(xiàng)技術(shù)并沒有取代人與人之間的聯(lián)系，而這正是病人護(hù)理的關(guān)鍵部分。如果說IoMT有什么不同的話，那就是它為醫(yī)生提供了更多的時(shí)間來關(guān)注他們工作中的人性方面，比如病人和家庭咨詢。

IoMT還加強(qiáng)了對(duì)老年人或慢性病患者的遠(yuǎn)程護(hù)理，在當(dāng)前Covid-19大流行的情況下，這可能意味著大幅減少對(duì)最脆弱人群的接觸。在疫情期間，以最少的互動(dòng)照顧老人對(duì)避免生命危險(xiǎn)至關(guān)重要。有了虛擬助手、醫(yī)療傳感器和智能家居，我們可以讓脆弱的人群保持身體安全和心理健康。疫情發(fā)生后，為了讓非發(fā)熱相關(guān)的病人少去醫(yī)院，降低與潛在的新冠肺炎患者發(fā)生交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)，各地紛紛推出了遠(yuǎn)程問診、遠(yuǎn)程醫(yī)療解決方案。遠(yuǎn)程問診更多還是將一些普通病癥移到線上，在疫情高發(fā)期，全國有幾百萬的醫(yī)生在線義診，幫助這些非肺炎相關(guān)的病人解決看病的問題。

而遠(yuǎn)程醫(yī)療在這次疫情的診斷中也起到很大的作用，各地的專家們不必全部到達(dá)湖北當(dāng)?shù)氐尼t(yī)院，通過遠(yuǎn)程會(huì)診的方式，幫助一些疑難病例做分析和診斷，極大地提高了醫(yī)療診斷的效率。隨著5G技術(shù)的普及，其提供的蜂窩網(wǎng)絡(luò)無論從穩(wěn)定性還是帶寬方面都有了巨大的提升，遠(yuǎn)程會(huì)診也會(huì)慢慢在醫(yī)院中普及開來，甚至在一些手術(shù)室，在一些關(guān)鍵部位的攻關(guān)階段，也可以通過遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)把專家接入進(jìn)來，一起解決手術(shù)中的問題。在社區(qū)疫情防控上面，民間的組織力量不可謂不強(qiáng)大，執(zhí)行力爆表，并且貢獻(xiàn)了很多“無接觸式”的好點(diǎn)子，我們來看看在社區(qū)防控方面運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的哪些解決方案。

本質(zhì)上是一種熱敏紅外傳感器，把人體的溫度通過無接觸的方式采集下來，為門禁管理人員（或系統(tǒng)）提供決策數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在一些人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)，也同時(shí)支持了人臉識(shí)別（針對(duì)帶口罩有調(diào)整算法）和溫度檢測，這些「感知層」收集到數(shù)據(jù)之后，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到服務(wù)器上做決策，最后決定放行與否。物聯(lián)網(wǎng)在這里整合了感知層、通信層、計(jì)算層和決策層，提供了更智能的解決方案，無需安排大量人手做重復(fù)的測溫工作。只需要對(duì)異常的人員進(jìn)行二次確認(rèn)處理即可，無論是在小區(qū)管理還是在工業(yè)園區(qū)的復(fù)產(chǎn)復(fù)工上做有廣泛的應(yīng)用。

針對(duì)一些重點(diǎn)疫區(qū)有相關(guān)接觸史人員的居家管理，也是社區(qū)疫情防控中的重要部分。比較粗暴的方案是，把相關(guān)人員的門進(jìn)行物理封鎖，這種做法引起了很多被封鎖人的不滿，甚至引發(fā)更多接觸式的沖突。目前比較常見的兩種解決方案，能夠方便而安全地做到居家的監(jiān)控：一是門磁感應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)方案，在入戶門安裝上感應(yīng)門磁，門磁感應(yīng)到有移動(dòng)時(shí)，通過其低功耗蜂窩網(wǎng)絡(luò)（NB－IoT）連接到服務(wù)器，發(fā)出告警給到監(jiān)管人員，監(jiān)管人員采取行動(dòng)到現(xiàn)場檢查確認(rèn)。

還有一種是通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭（IPC）的方式，通過在被監(jiān)管人員入戶門口安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭，為了方便布線，一般使用無線的WiFi或者4G網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。攝像頭側(cè)融入AI技術(shù)，對(duì)門口做移動(dòng)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)有異常時(shí)，推送告警到監(jiān)管者，同時(shí)可以播放語音告警，監(jiān)管者可以在遠(yuǎn)程集中管理即可，亦可通過語音遠(yuǎn)程和被監(jiān)管者溝通，達(dá)到勸阻的效果。這種方式可以實(shí)現(xiàn)高效率、無接觸、0死角的社區(qū)防控。

在疫情高發(fā)期，針對(duì)于一些流落在路上的零散人員的巡邏，有些地方出動(dòng)了無人機(jī)。無人機(jī)上搭載攝像頭，攝像頭通過4G／5G網(wǎng)絡(luò)把視頻傳送給監(jiān)控后臺(tái)，監(jiān)管人員通過監(jiān)控后臺(tái)即可遠(yuǎn)程巡邏，巡邏到了異常人員之后，通過網(wǎng)絡(luò)通知無人機(jī)上的語音喇叭播放告警內(nèi)容，達(dá)到遠(yuǎn)程勸阻的效果，大量節(jié)省了上街巡邏的人力。

如果不解決安全和隱私問題，對(duì)IoMT和物聯(lián)網(wǎng)的使用就不會(huì)那么放心。雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到足以將數(shù)據(jù)從對(duì)象來回傳送到云端，但設(shè)備和數(shù)據(jù)安全仍然是個(gè)問題。這就解釋了為什么醫(yī)療服務(wù)提供商一直在他們的后端系統(tǒng)中部署物聯(lián)網(wǎng)，并對(duì)IoMT的新前沿技術(shù)調(diào)動(dòng)了多少客戶接口持謹(jǐn)慎態(tài)度?；颊邔?duì)智能可穿戴式醫(yī)療傳感器的擔(dān)心是有道理的，因?yàn)樗鼤?huì)不斷地傳遞有關(guān)他們健康狀況的敏感信息。此外，在疫情的情況下，特別是在接觸者追蹤方面，數(shù)據(jù)隱私成為一個(gè)敏感問題。如果我們?cè)谌巳褐胁渴鹚{(lán)牙標(biāo)簽，以便在大流行發(fā)生時(shí)追蹤接觸者，那么誰擁有收集到的數(shù)據(jù)?這些敏感數(shù)據(jù)能夠在多大程度上被訪問和操縱?

物聯(lián)網(wǎng)的隱私和安全漏洞必須在該技術(shù)到達(dá)醫(yī)療消費(fèi)者手中之前得到解決。解決這些問題需要立法、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療和技術(shù)領(lǐng)域的參與者共同努力。從技術(shù)角度來看，已經(jīng)有大量的創(chuàng)新來保護(hù)硬件和軟件設(shè)備免受黑客攻擊。例如，Silicon Labs的Secure Vault技術(shù)為每個(gè)無線芯片生成一個(gè)獨(dú)特的簽名，就像出生證明一樣。這意味著在芯片上進(jìn)行的計(jì)算只對(duì)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商可用，而不向附近的黑客開放。然而，如何建立消費(fèi)者對(duì)供應(yīng)商處理其個(gè)人數(shù)據(jù)的信任仍是一個(gè)懸而未決的問題。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在幫助預(yù)防和管理當(dāng)前和未來的流行病方面發(fā)揮帶頭作用。在流行病面前，大規(guī)模部署的物聯(lián)網(wǎng)為人類提供了前所未有的大量數(shù)據(jù)和分析?？刂萍膊〉膫鞑プ兊酶佑行В梢詭椭覀兝梦锫?lián)網(wǎng)技術(shù)跟蹤、測試和治療整個(gè)人群。
（責(zé)任編輯：fqj）